@phdthesis{Witteler2024,
  author    = {Witteler, Charlotte Marie},
  title     = {Untersuchung des zellbiologischen Verhaltens von Fibroblasten in modifizierten Gelatine-Methacrylat basierten Harzen f{\"u}r den volumetrischen Biodruck},
  doi       = {10.25972/OPUS-34946},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-349460},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2024},
  abstract  = {Was vor einigen Jahren undenkbar erschien, k{\"o}nnte zuk{\"u}nftig m{\"o}glich sein: Krankes Gewebe mit Gesundem ersetzen, das in vitro mit modernsten Biofabrikationstechniken hergestellt wird. Dabei werden bisherige Grenzen {\"u}berschritten: W{\"a}hrend lichtbasierte Biodruckverfahren wie die Zwei-Photonen-Polymerisation Aufl{\"o}sungen bis in den Nanometerbereich erzielen, erm{\"o}glicht der Volumetrische Biodruck (VB) den Druck zentimetergroßer Konstrukte in wenigen Sekunden. Diese Geschwindigkeiten erweisen sich unter Biodruckverfahren als konkurrenzlos und werden erreicht, da das Bioharz nicht konsekutiv, sondern zugleich vernetzt wird. Einschr{\"a}nkend gilt bislang nur der Mangel an geeigneten Bioharzen f{\"u}r den VB. Daher besch{\"a}ftigt sich vorliegende Arbeit mit der Charakterisierung und Modifikation eines daf{\"u}r geeigneten Bioharzes: Gelatine-Methacrylat (GelMA). Dank seiner Zusammensetzung {\"a}hnelt das etablierte Hydrogelsystem der Extratrazellularmatrix: Der Gelatine-Anteil erm{\"o}glicht Biokompatibilit{\"a}t und Bioaktivit{\"a}t durch zelladh{\"a}sive sowie degradierbare Aminos{\"a}ure-Sequenzen. Zugleich k{\"o}nnen durch photovernetzbare Methacryloyl-Substituenten Konstrukte mit einer Formstabilit{\"a}t bei 37 °C erzeugt werden. Zun{\"a}chst wurde das Bioharz zellbiologisch charakterisiert, indem mit der embryonalen Mausfibroblasten-Zelllinie NIH-3T3 beladene GelMA-Zylinder gegossen, photopolymerisiert und kultiviert wurden. Im Verlauf einer Woche wurde die Zytokompatibilit{\"a}t der Gele anhand der Proliferationsf{\"a}higkeit (PicoGreen-Assay), des Metabolismus (CCK-8-Assay) und der Vitalit{\"a}t (Live/Dead-Assay) der Zellen beurteilt. Dabei wurden Polymerkonzentrationen von 6 - 8 \% sowie GelMA-Harze zweier verschiedener Molekulargewichte verglichen. Alle hergestellten Gele erwiesen sich als zytokompatibel, 6 \% ige Gele ließen im Inneren jedoch zus{\"a}tzlich eine beginnende Zellspreizung zu und ein niedriges GelMA-Molekulargewicht verst{\"a}rkte die gemessene Proliferation. Die sich anschließende mechanische und physikalische Charakterisierung belegte, dass h{\"o}her konzentrierte Gele einen gr{\"o}ßeren E-Modul aufwiesen und damit steifer waren. Eine Modifikation der Gele mit Fibronektin beeinflusste die Zellvertr{\"a}glichkeit weder positiv noch negativ und die Zugabe von Kollagen war wegen Entmischungseffekten nicht bewertbar. Es liegt die Vermutung nah, dass eine weitere Reduktion der Polymerkonzentration und damit Verringerung der Gelsteifigkeit der Schl{\"u}ssel f{\"u}r mehr Zellspreizung und -wachstum ist. Da jedoch die Druckbarkeit des Bioharzes die weitere Senkung des GelMA-Gehalts limitiert, sollten zun{\"a}chst Methoden entwickelt werden, welche die Netzwerkdichte des GelMAs anderweitig herabsetzen.},
  subject      = {3D Bioprinting},
  language  = {de}
}